仿洄游培育美洲鲥亲本的性腺发育

施永海，蒋 飞，于爱清，徐嘉波，谢永德，税 春

(上海市水产研究所，上海 200433)

美洲鲥(Alosasapidissima)隶属于鲱形总目(Clupeomorpha)鲱形目(Clupeiformes)鲱科(Clupeidae)西鲱属(Alosa)，原产于北美洲大西洋西岸从加拿大魁北克省到美国的佛罗里达州河流和海洋中，其肉质肥腴，味道鲜味，经济价值较高[1-2]。从1998年开始，我国从美国引进美洲鲥受精卵进行苗种培育与人工养殖，美洲鲥因与中国鲥(Tenualosareevesii)的外形相似[1-2]，深受国内市民的喜爱，市场价格也较高。因而，国内美洲鲥养殖面积日益扩大[1-2]。

美洲鲥是生殖溯河洄游鱼类[3]，其性腺发育是由洄游途径中的水温、盐度、水流等环境因素来调控[4]，而国内美洲鲥人工繁殖所用亲本的培育模式主要有“深井水+池塘大棚(20±1 ℃)”[2]、南方地区水泥池(15～29 ℃)[4]、保温水泥池(19±2.0 ℃)[5]等，这些模式亲鱼长期处于较高水温(15 ℃以上)和淡水环境，不具备美洲鲥洄游调控的一些环境条件，因此可能会造成亲本性腺发育不佳、交配产卵的受精率低等问题[2,4,6]。而池塘仿洄游培育方式是在亲本培育时人工模拟其洄游的环境条件(如：低温和盐度刺激)，来进一步调控美洲鲥亲本的性腺发育，以期获得更好的调控效果。国内外有关美洲鲥的性腺发育的研究主要集中在自然条件下和工厂化模式下的卵巢发育[4-5,7]，且未涉及精巢的发育。本实验研究了池塘仿洄游培育美洲鲥亲本卵巢和精巢发育各期的形态特征及相关参数的变化，为池塘仿洄游培育美洲鲥亲本的生殖发育特征积累基础资料，以期为美洲鲥亲本营养积累及人工繁殖提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用鱼：采用2015年6月人工繁育后又经过1年人工养殖而成的子代美洲鲥，选取4 200尾体表无外伤、健康的美洲鲥作为后备亲本，规格为体长(17.98±1.58)cm，体重(79.3±23.5)g。

试验用水：池塘培育和越冬培育用水为当地河口水，盐度3～15；强化培育用水为当地河水(淡水)。

试验用饲料：海水鱼膨化饲料(粗蛋白含量为40%，浙江明辉饲料有限公司)，依据亲本规格选择不同口径的颗粒[8-9]。

1.2 培育管理

亲本仿洄游培育分为后备亲本池塘培育[8]、池塘大棚越冬培育[9]和强化培育三个阶段：2016年5月1日放养后备亲本，放养密度为1.0～1.6 ind/m2，开始池塘培育，夏季，为降温安全度夏，于6月30日利用原越冬大棚的底钢丝绳，在池塘上方全塘拉盖遮荫率90%的遮荫膜，至9月1日，拆除遮荫膜；11月2日亲本进入池塘大棚越冬培育,放养密度为0.48 ind/m2，在池塘上方搭建钢丝绳柔性大棚，全塘拉盖塑料薄膜，于2017年3月29日拆除塑料薄膜；4月20日拉网进入陆基水泥池强化培育，放养密度为1.0 ind/m2，水泥池上口采用蔬菜大棚结构，前期采用塑料薄膜和遮荫膜互相补充、调光调温，后期遮盖双层70%遮荫膜调光调温，根据池水水色调节遮荫膜的遮盖率，一般维持在30%～40%，当水泥池内水温开始达到15～16 ℃，随着外面气温的上升，先后采用塑料大棚两边通风、拆除塑料薄膜、加盖第一层遮荫膜、再加盖第二层遮荫膜，保持水泥池内水温16～18 ℃。

仿洄游升降盐度：美洲鲥亲本进入土池大棚后，稳定半个月，待摄食正常后，开始模拟自然升盐，通过换入当地纳入的海水的方式逐步升盐，每次升盐幅度不超过3，升盐到13～16稳定；一般到2月下旬开始模拟美洲鲥溯河洄游，以换当地淡水的方法逐步降盐，每次降盐幅度不超过3，盐度降到2以下，然后一直保持到亲本自然交配。

1.3 取样与数据分析方法

性腺监测从2016年7月12日开始，当日雌雄亲本各取样30尾，以后每约1个月取样1次，每次雌雄共取10～15尾，取样后分别用卡尺(0.01 mm)和电子天平(0.01 g)测量记录鱼体长和体重，然后解剖取性腺，鉴别雌雄，进行发育分期，记录性腺质量，拍照后酒精溶液保存性腺样品。按性腺发育期进行分类统计和性腺形态学观察。

所有数据用Mean±SD表示，采用Excel 和SPSS 19.0处理数据及图表。用Oneway ANOVA对性腺各阶段的体长、体重及性腺相关指标的差异进行方差分析，用Duncan氏法作多重比较，以P<0.05为差异显著；用独立样本t检验比较同一性腺发育阶段雌雄鱼之间的体长、体重及性腺相关指标，以P<0.05为差异显著[10]。

数据分析所用公式：

肥满度(CF)=WB/L3×100

性腺指数(GSI)=WG/WB×100

性腺重相对增长率(RWG)=(WG2-WG1)/WG1×100%

性腺指数相对增长率(RGI)=(GSI2-GSI1)/GSI1×100%

式中，L是体长(cm)，WB是鱼体质量(g)，WG是性腺质量(g)。

2 结果与分析

2.1 仿洄游培育温度和盐度的周年变化

美洲鲥仿洄游培育过程中，8月份水温最高，温度为(28.8±1.5)℃；1月份最低，温度为(12.9±1.0)℃(图1)，周年水温为10.8～30.8 ℃，在水温10 ℃左右时，亲本摄食良好。冬季11月到次年2月盐度都在10以上，2月下旬开始降盐，3月下旬盐度降到2以下，周年盐度为1～15。

图1 仿洄游培育的温度和盐度周年变化Fig.1 The annual variation of temperature and salinity of imitation migratory cultivation

2.2 性腺发育各期亲本体长体重的变化

表1可知，卵巢发育Ⅱ期的雌鱼亲本体长(26.50 cm)显著低于卵巢III、IV、V期(33.50～36.53 cm)，而亲本体长在卵巢III、IV、V期之间无显著性差异；另外，卵巢V期亲本体长略微低于卵巢IV期。雌鱼体重在卵巢发育各期的表现也有类似现象，卵巢发育II期的雌鱼亲本体重(306.63 g)显著低于卵巢III、IV、V期(736.83～810.13 g)，而亲本体重在卵巢III、IV、V期之间无显著性差异；另外，卵巢V期亲本体重略微低于卵巢IV期。

精巢发育II期的雄鱼亲本体长(24.76 cm)显著低于精巢III、IV、V期的(32.25～33.75 cm)，而亲本体长在精巢III、IV、V期之间无显著性差异(表1)；雄鱼体重在精巢发育各期的表现也有类似现象，精巢发育Ⅱ期的雄鱼亲本体重(252.51 g)显著低于精巢III、IV、V期(561.75～652.92 g)，而亲本体重在精巢III、IV、V期之间无显著性差异(表1)。

结果表明，在美洲鲥仿洄游培育过程中，卵巢、精巢发育前期(II期)，雌雄亲本生长迅速；而性腺发育到Ⅲ期后，雌雄亲本的生长滞缓，雌鱼亲本甚至出现负生长。

2.3 性腺发育各期亲本肥满度的变化

雌鱼亲本肥满度在卵巢发育II、III、IV期之间(1.55～1.67)无显著性差异，但显著低于卵巢发育V期的(2.07)(表1)；雄鱼亲本的肥满度(1.56～1.71)在精巢发育各阶段均无显著性差异(表1)。

表1 仿洄游培育美洲鲥性腺发育各阶段参数Tab.1 The parameters of gonad development in A.sapidissima were cultured by imitating migration at different stage mean±SD

注：表中同列不同小写字母表示同一性别的性腺不同发育阶段间存在显著差异(P<0.05)；同列不同大写字母表示同一性腺发育阶段的性别之间存在显著差异(P<0.05)。

2.4 雌鱼卵巢发育形态特征

II期卵巢，主要出现在亲本越冬培育前，此时雌鱼卵巢重(2.86±1.71)g，性腺指数(0.89±0.22)%(表1)；卵巢分化为两叶，单叶宽0.8～1.0 cm、长7.0～7.5 cm，呈扁带状，前端略膨大，呈橘红色，肉眼尚看不清卵粒(图2-a)。

III期卵巢，主要出现在次年2-3月份，此时雌鱼外腹部稍显饱满，卵巢体积明显增大，III期卵巢重(23.31±12.32)g，性腺指数为3.06±1.18，均显著大于II期卵巢，相对II期卵巢分别增长715.03%和243.82%(表1)；卵巢单叶宽1.6～1.8 cm、长9～11 cm，略呈圆柱形，呈红色，表面横纹明显、血管丰富，肉眼能看清细小的卵粒(图2-b)。

IV期卵巢，主要出现在次年4-5月份，此时雌鱼腹部膨大，卵巢体积进一步增大，卵巢重(88.44±43.13)g和性腺指数10.77±3.32均显著大于Ⅲ期卵巢，相对III期卵巢分别增长279.41%和251.96%(表1)；卵巢内部膨胀饱满，两叶棱角明显，每叶宽2.8～3.2 cm、长13～14 cm，呈棕黄色，肉眼看卵粒饱满、明显，但不游离(图2-c)。

V期卵巢，主要出现在5月份，此时雌鱼后腹部膨大，手触感柔软，泄殖孔微红，有成熟卵流出的现象。卵巢体积达到最大，卵巢重(196.41±34.58)g性腺指数26.10±6.46均显著大于IV期卵巢，相对IV期卵巢分别增长122.08%和142.34%(表1)；卵巢单叶宽约5 cm、长14～16 cm，呈灰黄色，卵巢松软，解剖后的卵巢放于平面出现坍塌的现象，肉眼看卵巢腔内充满颗粒大、成熟的卵粒，同时还有未发育的、细小的卵母细胞(图2-d)。

图2 仿洄游培育美洲鲥卵巢发育形态特征Fig.2 The morphological characters of ovarian development in A.sapidissima were cultured by imitating migration

2.5 雄鱼精巢发育形态特征

II期精巢，主要出现在亲本越冬培育前，此时雄鱼精巢重(0.51±0.40)g，性腺指数0.18±0.08(表1)；精巢分化为两叶，单叶宽0.4～0.5 cm、长5.0～6.0 cm，呈细管带状，半透明，呈肉红色(图3-a)。

III期精巢，主要出现在次年2-3月份，此时雄鱼精巢体积明显增大，III期精巢重(4.91±1.88)g和性腺指数0.88±0.49也均显著大于II期精巢，相对II期精巢分别增长862.75%和388.89%(表1)；精巢单叶宽1.6～1.8 cm、长6.0～7.0 cm，稍呈圆管柱状，呈肉红色，肉眼能看到细小血管(图3-b)。

IV期精巢，主要出现在次年3-4月份，此时雄鱼腹部稍有轮廓，轻压后腹部有浓稠的精液流出，遇水不散。精巢体积进一步增大，精巢重(17.12±3.88)g和性腺指数3.06±0.63均显著大于Ⅲ期精巢，相对III期精巢分别增长248.68%和247.73%(表1)；精巢单叶宽1.3～2.0 cm、长7.0～8.5 cm，呈长扁平状，呈灰白色，肉眼看表面分布小血管(图3-c)。

V期精巢，主要出现在4月份，此时雄鱼腹部膨大、轮廓明显，泄殖孔微红，轻压后腹部有乳白色精液流出，遇水散开。精巢体积达到最大，精巢重(33.79±4.79)g，和性腺指数5.18±0.68，均显著大于Ⅳ期精巢，相对Ⅳ期精巢分别增长97.37%和69.28%(表1)；精巢单叶宽1.8～2.5 cm、长11.0～13.0 cm，呈长扁平状，但明显增厚，呈乳白色，表面有明显血管分布(图3-d)。

图3 仿洄游培育美洲鲥精巢发育形态特征Fig.3 The morphological characters of testicular development in A.sapidissima were cultured by imitating migration

3 讨论

3.1 温度、盐度与性腺发育

生态环境直接影响着鱼类性腺的发育，鱼类自然栖息地的生态环境变化是有规律的，长期的自然选择和生态适应，不同种类鱼在生殖过程中对环境条件的要求不一样[14]，人工养殖的鱼类可能需要模拟自然生态环境才能获得繁殖成功，如：长鳍吻(Rhinogobioventralis)[15]，研究人员通过模拟其自然栖息地的温度条件，控制周年温度变化节律，在封闭循环水系统中促使其性腺发育成熟、自行排卵[15]。柳学周等[16]采取模拟自然温度和光照的方法人工调控半滑舌鳎(Cynoglossussemilaev)亲鱼，促使亲鱼性腺发育成熟，取得了良好的产卵效果。而洄游性鱼类更需要水温、盐度、水流等刺激和调控，才能获得更好性腺发育效果，如：圈养的中国鲥因适应池塘环境引起生殖内分泌失调，导致卵巢不育、生殖机制障碍[17]；洪孝友等[4]研究发现池养的美洲鲥性腺发育阶段的激素水平没有遵循野生美洲鲥或者是其他硬骨鱼类的应有规律[4]，究其原因可能是亲鱼在全淡水的养殖环境下，没有经历一个洄游的过程，其性腺发育调控受到影响[4]。本研究采用仿洄游培育，经过温度和盐度的调控，特别是低温和半咸水的刺激，促进了美洲鲥亲本性腺发育，雌雄鱼的V期性腺指数较高(分别为26.10%和5.18%)，获得良好的效果，这也说明，水温(10.8～30.8 ℃)和盐度(1～15)的周年变化范围符合美洲鲥亲本性腺发育的要求。

3.2 仿洄游培育美洲鲥性腺发育的特点

性腺指数(GSI)是性腺成熟度的一个重要指标，亲鱼性腺发育状况可通过GSI的变化来比较[11。本研究在仿洄游培育条件下，美洲鲥卵巢初次发育表现出良好的发育状况，其卵巢初次发育的性腺指数较高(表2)，特别是卵巢Ⅴ期雌鱼的性腺指数达(26.10±6.46)%，高于保温水泥池培育(18.47%)[5]，更高于工厂化江水培育的(4.58%)[4]。相对于工厂化培育，池塘仿洄游培育的美洲鲥亲本的性腺指数更接近于自然生境(GSI均值为20.5%)[7]，可能是池塘仿洄游培育美洲鲥经历了模拟自然生境的盐度的升降和低温的越冬期，对激发和调控鱼类(特别是洄游性鱼类)的性腺发育有良好的效果，而工厂化培育的美洲鲥亲本没有经历升降盐、且水温长期处于15 ℃以上[4-5]，其性腺发育的激发和调控受到一定的影响[4]。

表2 不同环境条件下的美洲鲥卵巢发育各期性腺指数Tab.2 The gonad indexes(GSI)at various stages of ovary development in A.sapidissima under different environmental conditions

仿洄游培育美洲鲥雄鱼精巢初次发育良好，成熟雄鱼(V期)的性腺指数(GSI)均值在5.18±0.68，范围为4.49～6.11，这比养殖的洄游性鱼类的雄鱼性腺指数要高，中国鲥鱼(1.50～1.71)[12]、长江刀鲚(Coilianasus)(2.82)[13]等，这说明不同鱼类成熟雄鱼的性腺指数范围是不一样的。

仿洄游培育美洲鲥2龄雌鱼亲本卵巢初次发育，肉眼观察到Ⅴ期卵巢的卵巢腔内充满颗粒大、成熟的卵粒，同时还有未发育的、细小的卵母细胞，这说明仿洄游培育美洲鲥卵巢初次成熟属于典型的分批成熟、分批产卵的产卵类型。这与洪孝友等[4]对工厂化江水培育的2冬龄美洲鲥亲本的研究结果一致，这种现象也出现在野生亲本[7]和人工养殖的3龄亲本[5-6]。由此可见，无论是野生的还是人工养殖的，无论是初次性成熟的还是再次成熟的美洲鲥雌鱼均为分批产卵类型。

3.3 性腺发育与亲本生长

仿洄游培育美洲鲥雌雄亲本在性腺初次发育到III期前后，雌雄亲本的生长滞缓，雌鱼亲本甚至出现负生长，这与洪孝友等[4]对工厂化培育美洲鲥雌鱼亲本体重没有明显增加的研究结果相一致。导致这现象的原因是美洲鲥亲本性腺发育到中后期，性腺快速发育，性腺重量迅速增加，消耗了大量的营养物质和能量，这侵占了美洲鲥亲本用于生长的能量；而性腺发育所消耗营养物质和能量的来源主要有两个途径：一个是亲本体内原来储存的营养物质的转移，这会造成鱼体其他部位的消瘦；另一个途径是从外界及时摄入的营养物质的转移转化，然而此时美洲鲥亲本性腺迅速发育膨大(特别是卵巢发育V期的产卵前雌鱼)，快速侵占胃肠等其他内脏空间，亲本摄食量大幅下降[5]，这说明外界摄入途径的来源相对有限。

4 小结与建议

仿洄游培育的水温(10.8～30.8 ℃)和盐度(1～15)的周年变化范围符合美洲鲥亲本性腺发育的要求。仿洄游培育美洲鲥性腺初次发育(II～V期)过程中，雌雄亲本的肥满度均较高，分别为1.55～2.07和1.56～1.71，卵巢发育V期雌鱼亲本的肥满度(2.07)显著高于在卵巢II～IV期亲本的(1.55～1.67)；而雄鱼亲本肥满度在精巢发育各阶段(II～V期)均无显著性差异。美洲鲥性腺初次发育表现出良好的发育状况，雌雄亲本的性腺指数较高，性腺发育V期雌雄亲本的性腺指数(GSI)分别为26.10±6.46和5.18±0.68。建议，美洲鲥亲本培育采用低温和盐度刺激的仿洄游培育方式；同时，亲本性腺发育到Ⅲ期前后，投喂高营养价值的饵料，增加投喂频率。